Question

16．在探究“加速度與力、質量的關系”的實驗中，采用如圖1所示的實驗裝置．
（1）除圖中所示的實驗器材外，還需要的測量工具有刻度尺、天平；
（2）為使小車所受合力約等于鉤碼所受的總重力，應滿足的條件是：AB；
A．適當墊高木板，以平衡小車下滑過程中的摩擦力
B．讓小車的總質量M遠大于鉤碼的總重量m
C．實驗開始時讓小車盡量靠近打點計時器一端
D．讓木板的長度盡可能大些
（3）如圖2是某些同學根據實驗數據畫出的兩個圖象，下列說法中正確的是：AD．
A．形成圖甲的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過大
B．形成圖甲的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過小
C．形成圖乙的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過大
D．形成圖乙的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過小．

Answer 1

分析 （1）探究“加速度與力、質量的關系”的實驗中需要的測量工具有刻度尺和天平；
（2）根據F_T=≈$\frac{Mmg}{M+m}$可知必需平衡摩擦力且要滿足M＞＞m；
（3）a-F圖象時縱軸有截距是平衡摩擦力時長木板傾角過大，橫軸有截距是平衡摩擦力時長木板傾角過�。�

解答 解：（1）根據牛頓第二定律F=ma可知，需要知道小車的質量，故要利用天平測物體的質量．
故需要的測量工具還有天平．
（2）A、為使小車所受合外力等于細線的拉力，所以必需有小車的重力沿軌道的分力等于軌道對小車的摩擦力，所以做實驗時必需平衡摩擦力，故A正確；
B、以鉤碼作為研究對象有mg-F_T=ma
以小車作為研究對象有F_T=Ma
聯立以上兩式可得F_T=$\frac{Mmg}{M+m}$
要繩子的拉力等于鉤碼的重力，即$\frac{Mmg}{M+m}=\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$≈mg，
則有M＞＞m；故B正確，
CD、實驗開始時讓小車盡量靠近打點計時器一端以及讓木板的長度盡可能大些對為使小車所受合力約等于鉤碼所受的總重力，故CD錯誤．
故選：AB
（3）A、由圖可知，當F=0時，a≠0，所以沒有作用力時，小車已經有加速度，原因可能是平衡摩擦力時長木板傾角過大，故A正確，B錯誤；
C、由圖可知，當F≠0時，a=0，原因可能是平衡摩擦力時長木板傾角過小，故C錯誤，D正確；
故選：AD
故答案為：（1）天平；（2）AB；（3）AD

點評 掌握實驗原理是正確解決實驗題目的前提條件，知道平衡摩擦力的方法以及知道為什么要滿足讓小車的總質量M遠大于鉤碼的總重量m，能正確進行誤差分析．做出的a-F圖象或者a-$\frac{1}{M}$圖象坐標軸有截距的時候，不是平衡摩擦力不足就是平衡摩擦力過度．